Il mining e la proof of work

Il mining è il modo in cui Bitcoin decide chi aggiunge il prossimo blocco, ed è così che nuovi bitcoin entrano in circolazione. I miner competono spendendo potenza di calcolo in un gioco di tentativi. Questa lezione spiega il rompicapo e perché protegge la rete.

Il lavoro dei miner

Un miner raccoglie le transazioni in attesa in un blocco candidato e controlla che rispettino le regole. La rete non accetterà quel blocco finché il miner non vince una gara.

Il rompicapo

Il miner aggiunge al blocco un numero, chiamato nonce, e ne calcola l'hash. La regola è che l'hash del blocco deve risultare inferiore a un obiettivo fissato dalla rete. Gli hash sono imprevedibili, quindi non ci sono scorciatoie. Il miner cambia il numero e riprova.

In tutta la rete, le macchine da mining fanno centinaia di trilioni di questi tentativi ogni secondo. Il primo miner che trova un hash valido diffonde il blocco, e ogni altro nodo può verificarlo con un solo calcolo. Difficile da produrre e facile da verificare: questa è la proof of work, la prova di lavoro.

La ricompensa

Il miner vincente riceve bitcoin appena creati più le commissioni pagate dalle transazioni del blocco. È l'unico modo in cui nascono nuovi bitcoin. Da aprile 2024 la parte nuova è di 3,125 bitcoin per blocco, e la Lezione 5 spiega come si riduce.

La difficoltà tiene i blocchi a dieci minuti

Se arrivassero più miner, i blocchi comincerebbero ad arrivare più in fretta. Perciò ogni 2.016 blocchi, circa due settimane, la rete regola l'obiettivo per riportare la media a dieci minuti. Più potenza di mining rende il rompicapo più difficile. Non crea più bitcoin.

Perché questo protegge la rete

Per riscrivere la storia, un attaccante deve rifare la prova di lavoro del blocco che modifica e di tutti i successivi. Poi deve superare la catena onesta, il che richiede più potenza di calcolo di tutto il resto della rete messo insieme. Si parla spesso di attacco del 51%.

Su Bitcoin, il costo in macchine ed elettricità fa da deterrente. Le monete proof of work più piccole sono bersagli più facili: ricercatori del MIT vi hanno registrato oltre 40 riscritture profonde della catena dal 2019.

Il costo: l'energia

La proof of work consuma molta elettricità per progetto, ed è la critica principale che riceve. Ricercatori di Cambridge hanno stimato che il mining di Bitcoin abbia usato circa 120 terawattora nel 2023, tra lo 0,2% e lo 0,9% della domanda mondiale di elettricità. Oggi si mina con macchine specializzate, di solito in grandi impianti, e i miner uniscono le forze in pool per dividersi le ricompense.

Altre reti si proteggono in modo diverso. Ethereum è passata a settembre 2022 a un metodo chiamato proof of stake, che ha ridotto il suo consumo di energia di circa il 99,95%. La Lezione 8 lo spiega.